一种电炉电极功率测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于冶金自动化技术领域，特别是一种电炉电极功率测量装置。
【背景技术】
[0002]在冶金行业中，电炉(如初炼炼钢炉EAF电弧炉、精炼炼钢炉LF钢包精炼炉、生产铁合金的铁合金炉、生产电石的电石炉等)的基本工作原理都是通过电炉变压器将高电压小电流的电能转换为低电压大电流的电能，并通过二次短网和电极，将电能转换为电弧热能或炉料电阻热能以加热或融化炉内的物料。其中电炉的电极调节系统是其核心控制系统，其目的是在电炉变压器容量允许的条件下，通过改变电炉变压器二次侧电压的大小或升降电极立柱，来保持三相电极功率的平衡，并使输入到炉内的电极有功功率最大化，以提高电炉的电效率和热效率。因此测量并获取电炉三相电极的准确功率参数，对电极调节系统可靠得工作，保证电炉炉况的稳定运行具有极其重要的意义。
[0003]现有的电炉电极功率测量方法多为间接测量方法，其核心技术手段是通过检测电炉变压器一次侧相电流、一次侧相电压、一次侧有功功率和二次侧熔池相电压，间接计算出每一相电极的有功功率，存在测量结果偏差较大的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种电炉电极功率测量装置。
[0005]本实用新型解决上述问题的技术方案为:一种电炉电极功率测量装置，包括用于测量三相电极相电流的微分信号的三组柔性罗氏线圈、一个积分器箱、一个电压变换箱和一个功率测量模块；
[0006]所述三组柔性罗氏线圈分别环绕于电炉变压器二次侧短网三相的直线段；
[0007]所述积分器箱由三个相同的交流积分器组成，用于将柔性罗氏线圈测得的三相电极相电流的微分信号经过交流积分器的硬件积分运算还原为与三相电极相电流成比例的标准交流电流信号；
[0008]所述电压变换箱内包括限流保护电路、电压变换电路和无源滤波电路；用于将测得的三相电极相电压转换成与三相电极相电压成比例的标准交流电压信号；
[0009]所述功率测量模块用于计算三相电极的功率数据；
[0010]其中，三组柔性罗氏线圈的输出端分别与积分器箱的三组输入端相连，电压变换箱的输入端分别与三相电极把持器和熔池中心点相连，所述功率测量模块的电流输入端与所述积分器箱的输出端相连，所述功率测量模块的电压输入端与所述电压变换箱的输出端相连。
[0011 ]按上述方案，所述功率测量模块上设置有通讯接口，所述通讯接口为以下接口类型中的一种:RS485、M0DBUS-RTU、PR0FIBUS-DP、PR0FINET、DEVICE-NET、工业以太网。
[0012]按上述方案，所述功率测量模块为西门子SBffiASQ功率测量模块。
[0013]该装置工作的原理是:利用柔性罗氏线圈测量电极相电流，利用电压变换电路测量电极相电压，功率测量模块采用通讯接口方式将测量数据传输给上位机。
[0014]本实用新型装置带来的有益效果是:
[0015]1.通过柔性罗氏线圈在变压器二次侧短网处检测电极相电流，对三相电极电流进行高精度的直接检测，提高了三相电极相电流检测的准确性；
[0016]2.通过电压变换电路滤除电网中的工频50Hz干扰信号，同时将电压测量取压点设置在电极夹持器(即电极夹头或电极铜瓦)处，消除了二次短网电压压降对电极相电压测量的影响，提高了电极相电压检测的准确性；
[0017]3.功率测量模块通过通讯方式传输测量数据，即通过一根通讯线来传输多个测量数据，消除了传统的4?20mA模拟量传输方式易受干扰的弊端，并减小了布线工作量，提高了功率测量数据传输的准确性；
[0018]4.相对于以往的方式，本实用新型所提供的电炉电极功率测量装置的整体结构更加简单，测量数据完全通过硬件电路获取，避免了复杂的后台计算程序和硬件，可靠性更尚O
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型电炉电极功率测量装置的结构示意图；
[0020]图2为本实用新型电炉电极功率测量装置的电压转换箱电路图；
[0021]图3为本实用新型电炉电极功率测量装置的积分器箱电路图；
[0022]图4为本实用新型电炉电极功率测量装置的功率测量电路图；
[0023]图中:1-电炉变压器;2-短铜管网；3-水冷电缆;4-导电横臂;5-电极;6-电炉炉体；7-柔性罗氏线圈;8-积分器箱;9-电压变换箱;I O-功率测量模块。
【具体实施方式】
[0024]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0025]如图1所示，一种电炉电极功率测量装置，包括用于测量三相电极相电流的微分信号的三组柔性罗氏线圈71、72、73;—个积分器箱8、一个电压变换箱9和一个功率测量模块10；
[0026]所述三组柔性罗氏线圈分别环绕于电炉变压器I二次侧短网三相的直线段；
[0027]所述积分器箱8由三个相同的交流积分器组成，用于将柔性罗氏线圈测得的三相电极相电流的微分信号经过交流积分器的硬件积分运算还原为与三相电极相电流成比例的标准交流电流信号；
[0028]所述电压变换箱9内包括限流保护电路、电压变换电路和无源滤波电路;用于将测得的三相电极相电压转换成与三相电极相电压成比例的标准交流电压信号；
[0029]所述功率测量模块10用于根据上述三相电极相电流信号和三相电极相电压信号计算三相电极的功率数据；
[0030]其中，三组柔性罗氏线圈的输出端分别与积分器箱的三组输入端相连，电压变换箱的输入端分别与三相电极把持器和熔池中心点相连，所述功率测量模块的电流输入端与所述积分器箱的输出端相连，所述功率测量模块的电压输入端与所述电压变换箱的输出端相连。
[0031 ]以下结合附图1?附图4，并以某炼钢厂额定出钢量为135吨钢水的LF钢包精炼炉为例，说明本实用新型一种电炉电极功率测量装置的系统构成及其工作原理。该钢包精炼炉所使用的电炉变压器额定参数如下:变压器额定容量26000kVA，一次侧额定电压35kV，一次侧额定电流429A，二次侧额定电流41700A，二次侧额定电压398-360-246V，变压器绕组连结组别号Y/dll。
[0032]钢包精炼炉工作时，通过电炉变压器I将35kV的高压电转换为398?246V的低压电，并使变压器二次侧输出的大电流依次通过短铜管网2、水冷电缆3、导电横臂4、在石墨电极5和钢水之间产生电弧，将电能转换为电弧的热能，以加钢包热精炼炉6内的钢液。
[0033]为测量得到电炉的电极功率，需首先测量三相电极的相电流。柔性罗氏线圈(Flexible Rogowski CoiI)因其直接测量、无磁饱和磁滞效应、无相位差、响应速度快、精度高、轻便小巧、安装维护方便等技术优势非常适用于电炉变压器二次侧大电流的检测。在二次短网2的A相